DE102007042978A1 - lamp - Google Patents
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- F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
- F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
Abstract
Die Lampe weist mindestens ein Gehäuse und eine damit verbundene Wärmequelle auf und ferner einen Sockel zur Verbindung mit einer Lampenfassung und weiter mindestens eine Wärmeableitfläche, und zudem mindestens eine Wärmequelle mit mindestens einer Wärmeableitfläche wärmeleitfähig verbunden ist.The lamp has at least one housing and a heat source connected thereto, and also has a base for connection to a lamp socket and furthermore at least one heat dissipation surface, and furthermore at least one heat source is thermally conductively connected to at least one heat dissipation surface.
Description
Die Erfindung betrifft eine Lampe, eine Leuchte und ein System aus Lampe und Leuchte.The The invention relates to a lamp, a lamp and a system of lamp and light.
Zur
Abführung von in einer Lampe erzeugten Wärme sind
verschiedene Methoden wie eine thermoelektrische Kühlung
oder eine Luftkühlung mit einem Lüfter, wie z.
B. in
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit vorzusehen, die verbesserte thermische Eigenschaften von Leuchtmitteln, insbesondere Lampen und Leuchten, aufweist und gleichzeitig vergleichsweise einfach implementierbar und platzsparend ist.It It is therefore the object of the invention to provide a possibility the improved thermal properties of lamps, in particular lamps and lights, and at the same time comparatively simple is implementable and space saving.
Diese Aufgabe wird mittels einer Lampe nach Anspruch 1, einer Leuchte nach Anspruch 26 und eines Systems nach Anspruch 29 gelöst.These Task is by means of a lamp according to claim 1, a lamp according to claim 26 and a system according to claim 29.
Die Lampe weist ein Gehäuse und mindestens eine damit direkt oder indirekt verbundene Wärmequelle auf. Die Lampe weist ferner einen Sockel zur Verbindung bzw. zum Eingriff mit einer Lampenfassung auf, wobei der Sockel mindestens eine Wärmeableitfläche aufweist und mindestens eine Wärmequelle mit mindestens einer Wärmeableitfläche wärmeleitfähig verbunden ist.The Lamp has a housing and at least one directly or indirectly connected heat source. The lamp points a socket for connection or for engagement with a lamp socket on, wherein the base at least one heat dissipation surface and at least one heat source with at least a Wärmeableitfläche thermally conductive connected is.
Unter wärmeleitfähig wird insbesondere eine Verbindung verstanden, welche einen Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten von mindestens 5 W/(m·K), speziell von höher als ca. 15 W/(m·K), wie er für Cr-Ni-Stahl typisch ist. Umfasst sind auch die Wärmeleitfähigkeiten thermisch leitfähiger Pasten, Folien und Kleber. Die Wärmeleitfähigkeit ermöglicht es, eine signifikante Wärmemenge von der Wärmequelle abzuleiten.Under thermally conductive is in particular a compound understood, which has a coefficient of thermal conductivity of at least 5 W / (m · K), especially higher than about 15 W / (m · K), as typical for Cr-Ni steel is. Also included are the thermal conductivities thermally conductive pastes, films and adhesives. The thermal conductivity allows a significant amount of heat from derive the heat source.
Dadurch wird eine Lampe ermöglicht, bei der die in der Lampe erzeugte Wärme effizient über eine „Sockel/Fassung-Verbindung" auf die Leuchte bzw. Leuchtvorrichtung übertragen werden kann, an der die Lampe während des Betriebs angeschlossen ist. Diese Vorrichtung kommt ohne voluminöse oder aufwändige aktive Elemente aus.Thereby a lamp is made possible in which the lamp generated in the lamp Heat efficiently via a "socket / socket connection" be transferred to the light or lighting device can be connected to the lamp during operation is. This device comes without bulky or elaborate active elements.
Die Wärmequelle ist allgemein ein Wärme abgebendes Element und kann insbesondere eine Lichtquelle und/oder eine Treiberschaltung umfassen.The Heat source is generally a heat-emitting Element and can in particular a light source and / or a driver circuit include.
Die Lichtquelle kann insbesondere mindestens eine Leuchtdiode und/oder eine Entladungslampe umfassen. Im Fall einer Entladungslampe wird eine Kompaktleuchtstofflampe, insbesondere eine elektrodenlose Kompaktleuchtstofflampe (RCFL) oder eine High Intensity Discharge Lampe (HID) bevorzugt. Unter Leuchtdiode können hier einzelne Leuchtdioden, z. B. einfarbige oder weisse LEDs, verstanden werden, aber auch Gruppen bzw. Cluster von LEDs, die zusammen eine additive Farbmischung ergeben. Beispielse für LED-Cluster sind Cluster aus den Grundfarben R, G und B, insbesondere der Art RGGB. Auch umfasst sind Ketten aus zusammengeschalteten LEDs.The Light source may in particular at least one light emitting diode and / or comprise a discharge lamp. In the case of a discharge lamp is a Compact fluorescent lamp, in particular an electrodeless compact fluorescent lamp (RCFL) or a high intensity discharge lamp (HID) is preferred. Under light emitting diodes here, z. B. monochrome or white LEDs, are understood, but also groups or clusters of LEDs, which together give additive color mixing. Examples of LED clusters are clusters of the primary colors R, G and B, in particular of the type RGGB. Also included are chains from interconnected LEDs.
Vorzugsweise ist der Sockel vom Bajonett-Typ, wobei er stirnseitig (also zu der der Fassung zugewandten (unteren) Seite) hervorragt und an welchem seitlich elektrische Kontakte ausgebildet sind. Die elektrischen Kontakte sind typischerweise vom übrigen Sockel elektrisch isoliert. Der Sockel kann außerhalb der elektrischen Kontakte vollständig als Wärmeableitfläche dienen. Es kann aber auch bevorzugt sein, wenn nur eine Unterseite (die der Fassung gegenüberliegt) oder nur Seitenflächen des Sockels als Wärmeableitfläche dienen. Ferner kann die Wärmeableitfläche eine oder mehrere lokal begrenzte Zonen umfassen.Preferably is the base of the bayonet type, where he frontally (ie to the the version facing (lower) side protrudes and on which side electrical contacts are formed. The electrical Contacts are typically electrical from the remainder of the socket isolated. The socket can be outside the electrical contacts completely serve as a heat dissipation surface. But it may also be preferred if only one bottom (the the version opposite) or only side surfaces serve the base as a heat dissipation surface. Further The heat dissipation surface may be one or more locally include limited zones.
Es wird zur verlässlichen elektrischen Kontaktierung bevorzugt, wenn die elektrischen Kontakte Bügelkontakte sind, die sich an seitlich vom Sockel erstreckenden Stegen befinden; insbesondere falls die Kontakte stirnseitig angeordnet sind.It is preferred for reliable electrical contact, when the electrical contacts are ironing contacts, the are located on webs extending laterally from the base; especially if the contacts are arranged on the front side.
Die elektrischen Kontakte sind vorzugsweise radialsymmetrisch um den Sockel herum angeordnet. Bevorzugt werden zwei oder vier elektrische Kontakte, die Anordnung ist aber nicht darauf beschränkt.The electrical contacts are preferably radially symmetrical about the Pedestal arranged around. Preference is given to two or four electrical contacts, the arrangement is not limited thereto.
Der Sockel kann alternativ aber auch als Schraubsockel ausgeführt sein, beispielsweise mit einer mittig nach unten gerichteten Wärmeableitfläche.Of the Alternatively, the base can also be designed as a screw base be, for example, with a centrally downward heat dissipation surface.
Alternativ kann eine Lampe bevorzugt sein, bei welcher der Sockel mindestens ein Arretierungsstück bzw. Arretierungsgegenstück für eine Kugelarretierung umfasst.alternative a lamp may be preferred in which the socket at least a locking piece or locking counterpart for a ball lock.
Bevorzugt wird ferner ein Sockel, der mindestens einen seitlich angeordneten elektrischen Kontakt aufweist.Prefers Furthermore, a pedestal, the at least one laterally arranged having electrical contact.
Alternativ oder zusätzlich kann der Sockel mindestens einen stirnseitig, insbesondere mittig, angeordneten elektrischen Kontakt aufweist.alternative or additionally, the base may have at least one end face, in particular centrally, arranged electrical contact.
Besonders bevorzugt wird dann eine Lampe, bei welcher der mindestens eine unterseitig angeordnete elektrische Kontakt gleichzeitig eine Wärmeableitfläche darstellt.Especially then preferred is a lamp in which the at least one underside electrical contact simultaneously a Wärmeableitfläche represents.
Alternativ kann der Sockel ein Sockel nach dem sog. Gardena-Prinzip bzw. -Aufbau sein.alternative the base can be a socket according to the so-called Gardena principle or structure be.
Bevorzugt wird allgemein eine Lampe, bei der zur wärmeleitfähigen Verbindung zwischen der mindestens einen Wärmequelle und der mindestens einen Wärmeableitfläche ein Wärmeleitelement vorhanden ist. Das Wärmeleitelement weist ein gut wärme leitfähiges Material auf, insbesondere eines, dessen einen Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten mindestens ca. 5 W/(m·K) beträgt, insbesondere mehr als ca. 15 W/(m·K), wie er für Cr-Ni-Stahl typisch ist, und noch bevorzugter von mehr als ca. 50 W/(m·K) und speziell bevorzugt von mehr als 300 W/(m·K), z. B. umfassend Kupfer.Prefers is generally a lamp in which the thermally conductive Connection between the at least one heat source and the at least one heat dissipation surface a heat conducting element is available. The heat-conducting element has a good heat conductivity Material on, in particular one whose whose thermal conductivity coefficient at least about 5 W / (m · K), in particular more than about 15 W / (m · K) as it is for Cr-Ni steel is typical, and more preferably more than about 50 W / (m · K) and especially preferably more than 300 W / (m · K), e.g. B. comprehensive Copper.
Bevorzugt wird dann ein Wärmeleitelement, das eine Metallleitung umfasst.Prefers then becomes a heat conducting element, which is a metal conduit includes.
Bevorzugt kann zur besonders hohen Wärmeableitung aber auch ein Wärmeleitelement sein, das ein Wärmerohr aufweist.Prefers can for particularly high heat dissipation but also a heat conducting element be, which has a heat pipe.
Alternativ oder zusätzlich umfasst das Wärmeleitelement die Fassung, die beispielsweise metallische Innenflächen aufweisen kann.alternative or additionally, the heat-conducting element comprises the Socket, for example, have metallic inner surfaces can.
Allgemein kann es bevorzugt sein, wenn mindestens eine Wärmeableitfläche gleichzeitig ein elektrischer Kontakt ist.Generally it may be preferred if at least one heat dissipation surface at the same time is an electrical contact.
Zur effektiven Wärmeableitung kann aber auch eine Lampe bevorzugt sein, bei der mindestens eine Wärmequelle auf einer Platine aufgebracht ist und die Platine direkt am Sockel oder an einem wärmeableitenden Gehäuse angebracht ist. Dadurch wird der Wärmetransportweg verkürzt und die Wärmeabfuhr verstärkt. Die Platine weist dann vorzugsweise eine Metallkern oder eine rückseitige Metalloberfläche zur gleichmäßigen Wärmeverteilung auf.to But effective heat dissipation can also be a lamp preferred be, at least one heat source on a board is applied and the board directly on the base or on a heat-dissipating Housing is attached. This will change the heat transport path shortens and increases the heat dissipation. The board then preferably has a metal core or a backside Metal surface for even heat distribution on.
Zur direkten und besonders effektiven Wärmeableitung kann aber auch eine Lampe bevorzugt sein, bei der mindestens eine Wärmequelle, z. B. eine LED, eine Leuchtstoffröhre oder eine Treiberelektronik, direkt am wärmeleitenden Gehäuse oder am Sockel angebracht ist, z. B. mittels eines wärmeleitfähigen Klebstoffs.to direct and especially effective heat dissipation can but a lamp may also be preferred in which at least one heat source, z. As an LED, a fluorescent tube or driver electronics, directly on the heat-conducting housing or on the base is appropriate, for. B. by means of a thermally conductive Adhesive.
Ferner bevorzugt wird eine Lampe, bei der die Höhe des Sockels nicht mehr als 15 mm beträgt, vorzugsweise weniger als 9 mm, noch bevorzugter weniger als 5 mm.Further preferred is a lamp in which the height of the base not more than 15 mm, preferably less than 9 mm, more preferably less than 5 mm.
Zum effektiven Wärmeübertrag zwischen Lampe und Fassung ist vorzugsweise mindestens eine Wärmeableitfläche zumindest teilweise mit einer wärmeleitfähigen Folie bedeckt.To the effective heat transfer between lamp and socket is preferably at least one heat dissipation surface at least partially with a thermally conductive Covered foil.
Bevorzugt wird zudem eine Lampe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die zusätzlich eine zylindrische Verlängerung am Sockel aufweist, in welcher eine elektronische und/oder elektrische Schaltung, oder ein Teil davon, untergebracht ist.Prefers In addition, a lamp according to one of the preceding claims, the additional a cylindrical extension at the base, in which an electronic and / or electrical circuit, or part of it, is housed.
Die Aufgabe wird auch durch eine Lampenfassung zur Aufnahme einer Lampe wie oben beschrieben bzw. durch eine Leuchte mit einer solchen Lampenfassung gelöst.The Task is also by a lamp holder for receiving a lamp as described above or by a lamp with such a lamp socket solved.
Bevorzugt wird eine Leuchte mit Wärmeableitflächen, welche bei eingesetzter Lampe mit den Wärmeableitflächen der Lampe in thermischem Kontakt stehen.Prefers is a lamp with heat dissipation surfaces, which with inserted lamp with the heat dissipation surfaces the lamp is in thermal contact.
Bevorzugt sind die Wärmeableitflächen mit einem Kühlelement, z. B. einem Kühlblech oder Kühlrippen der Leuchte, wärmeleitend verbunden sind.Prefers are the heat dissipation surfaces with a cooling element, z. B. a cooling plate or cooling fins of the lamp, are thermally conductively connected.
Die Aufgabe wird auch gelöst mittels eines Systems mit einer Lampe wie oben beschrieben und einer Leuchte wie oben beschrieben.The Task is also solved by means of a system with a Lamp as described above and a lamp as described above.
Vorzugsweise ist zwischen Lampe und Fassung ein Wärmeanbindungsmittel vorhanden, z. B. mittels einer wärmeleitenden Paste oder in Form einer wärmeleitfähigen Folie. Die Folie ist vorzugsweise leicht verformbar mit hoher Elastizität zur Vergrößerung der Kontaktfläche oder plastisch verforbar. Das Wärmeanbindungsmittel kann als Teil des Sockels oder als separates Bauteil ausgebildet sein.Preferably is a heat-bonding agent between lamp and socket present, z. B. by means of a thermally conductive paste or in the form of a thermally conductive foil. The foil is preferably easily deformable with high elasticity to increase the contact area or plastically forgeable. The heat-bonding agent may be referred to as Part of the base or be designed as a separate component.
Zur festen Passung wird ein System bevorzugt, bei dem der Sockel der Lampe und die Fassung zumindest abschnittsweise eine Formabweichung aufweisen.to a tight fit, a system is preferred in which the base of the Lamp and the socket at least partially have a shape deviation.
Die Erfindung wird in den folgenden Ausführungsbeispielen schematisch genauer ausgeführt. Dabei können gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugsziffern versehen sein. Es sollte klar sein, dass die Erfindung nicht auf die gezeigten Ausführungsformen beschränkt ist.The Invention will become schematic in the following embodiments more precisely. It can be the same or equivalent elements may be provided with the same reference numerals. It should be understood that the invention is not limited to the embodiments shown is limited.
Zur
Ableitung der von den Leuchtdioden
In
dem gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst das Wärmeleitelement
Zusätzlich
können auch elektrische oder elektronische Steuerkomponenten,
welche eine Wärme abgeben, mit der Fassung über
Wärmeleitelemente
Alternativ sind die Wärmeleitelemente nicht als Wärmerohre ausgebildet, sondern weisen ein gut wärmeleitendes Material auf, wie Kupfer, Silber oder Gold.alternative the heat-conducting elements are not as heat pipes trained, but have a good heat conducting material on, like copper, silver or gold.
Alternativ
kann eine gemeinsame Wärmeableitfläche für
einige oder alle Wärmeleitelemente
Der
Sockel umfasst hier eine zylindrische Verlängerung
Zur
Wärmeableitung wird ein Wärmeleiter
In
einer Variante kann die Fassung so ausgebildet sein, dass über
die seitlichen Kontakte
Der
Sockel
Mittels
Drehung der Lampe
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die gezeigten Ausführungsformen oder deren beschriebene Elemente beschränkt.Of course the invention is not limited to the embodiments shown or their described elements limited.
So sind als Lichtquellen beispielsweise Kompaktleuchtstofflampen und/oder Leuchtdioden einsetzbar; jedoch können auch andere geeignete Lichtquellen verwendet werden.So are as light sources, for example, compact fluorescent lamps and / or LEDs can be used; however, other suitable ones may be used Light sources are used.
Die Treiberschaltung ist nicht auf eine besondere Ausführungform beschränkt, und kann beliebige geeignete elektrische und/oder elektronische Elemente enthalten. Besonders bevorzugt wird beispielsweise ein Anordnung antiparallel geschalteter LEDs. Auch kann die Treiberschaltung beispielsweise einen einfachen Gleichrichter umfassen, bei dem bevorzugt die Leuchtdiode, das Leuchtdiodencluster oder die LED-Kette in einem Ast des Gleichrichters angeordnet sind. Auch umfasst der Treiber bevorzugt einen Strombegrenzer, z. B. eine Widerstand oder einen Stromregler. Auch kann der Treiber ein Schaltnetzteil umfassen, vorzugsweise einen sog. Flyback-Converter.The Driver circuit is not on a particular embodiment limited, and may be any suitable electrical and / or contain electronic elements. Particular preference is given, for example an array of anti-parallel LEDs. Also, the driver circuit For example, include a simple rectifier, in which preferred the light-emitting diode, the light-emitting diode cluster or the LED chain in one Branch of the rectifier are arranged. Also includes the driver prefers a current limiter, e.g. B. a resistor or a Current controller. Also, the driver may include a switched mode power supply, preferably a so-called flyback converter.
Die Platine kann ein Substrat aus beispielsweise PCB, FR4 oder MC-PCB aufweisen.The Board can be a substrate made of, for example, PCB, FR4 or MC-PCB exhibit.
Der Sockel weist vorzugsweise eine sehr geringer Bauhöhe zur Einsetzung in eine entsprechende Fassung auf. Diese kann vorzugsweise, insbesondere ohne Rucksack gemessen, bis 15 mm Höhe aufweisen. Für den Fall, dass ein Rucksack verwendet wird, kann auch eine größere Höhe vorteilhaft sein, da der Rucksack als Sockelteil in der vorgesehenen Aussparung der Fassung versenkt wird.Of the Base preferably has a very low height Insertion into an appropriate version. This can preferably, measured in particular without a backpack, up to 15 mm in height. In the event that a backpack is used, too a greater height be advantageous because the backpack as a base part in the recess provided the socket sunk.
Die Anzahl und/oder Anordnung der Kontakte sowohl der Lampe als auch der Fassung kann einer Kodierinformation zuugeordnet sein, z. B. bezüglich des Lampentyps oder einer Spannungsklasse.The Number and / or arrangement of the contacts of both the lamp and the version may be associated with coding information, e.g. B. with regard to the lamp type or a voltage class.
Insbesondere die Wärmerohre ("Heat-Pipes"), aber auch andere metallische Wärmeableitelemente, können allgemein auch als elektrische Kontakte ausgebildet sein. Die Wärmeableitelemente können auch nichtmetallische leitende Elemente umfassen, z. B. elektrisch leitfähige Keramiken.Especially the heat pipes ("heat pipes"), but also other metallic ones Wärmeableitelemente, can also generally as be formed electrical contacts. The heat sinks can also include non-metallic conductive elements, for. B. electric conductive ceramics.
- 11
- Lampelamp
- 22
- Leuchtelamp
- 33
- Leuchtdiodeled
- 44
- Platinecircuit board
- 55
- Sockelbase
- 66
- Fassungversion
- 77
- Wärmerohrheat pipe
- 7a7a
- Wärmeableitflächeheat dissipation
- 88th
- Kühlelementcooling element
- 99
- Lampelamp
- 1010
- Leuchtelamp
- 1111
- Kupferbolzencopper bolts
- 11a11a
- Wärmeableitflächeheat dissipation
- 1212
- Rucksackbackpack
- 1313
- Lampelamp
- 1414
- Gehäusecasing
- 1515
- Kühlzonecooling zone
- 1616
- Rucksackbackpack
- 1717
- Sockelbase
- 1818
- Fassungversion
- 1919
- Aussparungrecess
- 2020
- Arretierkugelndetent balls
- 2121
- Arretierungsstücklocking piece
- 2222
- elektrischer Kontaktelectrical Contact
- 2323
- elektrischer Kontaktelectrical Contact
- 2424
- Wärmeleiterheat conductor
- 24a24a
- Wärmeableitflächeheat dissipation
- 2525
- Wärmeleiterheat conductor
- 2626
- Foliefoil
- 2727
- Lampelamp
- 2828
- Fassungversion
- 2929
- Kolbenpiston
- 3030
- Gehäusecasing
- 3131
- Sockelbase
- 3232
- Sockelstegsocket bar
- 3333
- Unterseite des Sockelsbottom of the pedestal
- 3434
- BajonettverschlusselementBayonet coupling element
- 3535
- BügelkontaktIroning Contact
- 3636
- elektrischer Kontaktelectrical Contact
- AA
- Längsachselongitudinal axis
- h1h1
- Höhe des Eingriffsbereichs des Sockelsheight the engagement area of the base
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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